【摘 要】本文主要分析了變壓器繞組溫度計(jì)的工作原理和作用，并分析了常用的在線繞組溫度的測(cè)量方法，最后提出了在使用繞組溫度計(jì)需要注意的問題。

【關(guān)鍵詞】繞組溫度計(jì)；工作原理；測(cè)量方法

在變壓器的運(yùn)行過程中，繞組溫度計(jì)主要起到對(duì)線圈繞組溫度的全程監(jiān)視的作用。繞組的溫度會(huì)直接決定變壓器的使用壽命，因?yàn)榻^緣材料的溫度和老化情況會(huì)直接受到繞組溫度的影響，特別是線圈繞組最熱部分的溫度。通常變壓器繞組的電位比較高，所以直接使用測(cè)溫元件無法測(cè)出繞組的溫度，針對(duì)這種情況，應(yīng)該采用間接的方法來實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組的溫度進(jìn)行測(cè)量是一種可行性較強(qiáng)的方法。

1、變壓器繞組溫度計(jì)的工作原理

通常變壓器在運(yùn)行的過程中會(huì)有負(fù)載損耗產(chǎn)生，這就會(huì)引起電壓器繞組發(fā)熱，從負(fù)載損耗的公式中可以看出，繞組的發(fā)熱和變壓器電流的平方之間是成正比的。因?yàn)樽儔浩鞯睦@組是被絕緣油包圍著的，所以用油的溫度和變壓器中通二次電流的電熱元件的溫度相加就可以將變壓器的繞組溫度測(cè)量出來。

繞組溫度計(jì)是在一個(gè)油面溫度計(jì)的基礎(chǔ)上，又配備了一臺(tái)電流匹配器以及一個(gè)電熱元件，繞組溫度計(jì)的原理圖如圖1所示。繞組溫度計(jì)的工原理是在位于變壓器油箱頂層的油孔內(nèi)插入溫度計(jì)傳感器的溫包，在變壓器無負(fù)荷的時(shí)候繞組沒有發(fā)熱現(xiàn)象，這時(shí)溫度表中顯示出來的溫度計(jì)就是變壓器油的溫度。如果變壓器處在帶負(fù)荷的運(yùn)行狀態(tài)中時(shí)，電流互感器輸出的電流得到電流匹配器調(diào)整之后將會(huì)流經(jīng)電熱元件，這時(shí)電熱元件將會(huì)發(fā)熱。彈性元件在受到電熱元件所產(chǎn)生熱量的影響下，位移量將會(huì)變大。通常變壓器的油溫和負(fù)荷電流會(huì)共同決定彈性元件的位移大小，也就是說這兩個(gè)因素都會(huì)給彈性元件的位移造成影響，所以在設(shè)計(jì)繞組溫度計(jì)的時(shí)候，對(duì)于流經(jīng)電熱元件的電流所引起的溫升進(jìn)行了考慮，而流經(jīng)電熱元件的電流的溫度增量正好和變壓器被測(cè)繞組相對(duì)于油的溫度升高的大小相似，所以變壓器繞組溫度計(jì)真正顯示出來的溫度就是變壓器頂層油溫和電熱元件電流的溫升的和，測(cè)出來變壓器繞組最熱部分的溫度測(cè)量了出來，也就是變壓器繞組的溫度。

油孔也就是溫度計(jì)座是筒形的，其位于變壓器油箱的頂部具有導(dǎo)熱功能但是和變壓器油系統(tǒng)之間是隔離的。在使用的過程中首先在油孔內(nèi)將感溫油加滿之后將溫包插入，之后將溫包取出來將少量的感溫油抽吸出來，要保證溫包桿的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再將溫包放入感溫油中同時(shí)使用螺紋將其固定住。這樣可以確保油孔內(nèi)的感溫油可以發(fā)生膨脹并確保油孔就有良好的傳熱功能，這樣可以保證測(cè)量溫度的準(zhǔn)確性。電流匹配器作為一種電流變化裝置主要是提供電源給繞組溫度計(jì)。電流匹配器的工作原理是由電流互感器輸入的電流經(jīng)過電流匹配器得到交換之后給繞組溫度計(jì)內(nèi)部的電熱元件提供可調(diào)的電流，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組最熱部分的溫度進(jìn)行模擬?？梢酝ㄟ^對(duì)電流匹配器線端的變化以及電位器和電熱元件的分流比進(jìn)行調(diào)整，即就是粗調(diào)和微調(diào)。電熱元件作為整體測(cè)量設(shè)備的關(guān)鍵和核心元件，因?yàn)橹挥须姛嵩陌l(fā)熱特性能真實(shí)的將變壓器繞組的發(fā)熱特定反映出來，才能確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性。

2、常用的繞組溫度在線測(cè)量方法

通常情況下，變壓器繞組溫度的在線測(cè)量方法包括三類，分別是直接測(cè)量方法、間接計(jì)算法以及熱模擬測(cè)量方法。

2.1直接測(cè)量方法

直接測(cè)量法通常是在制造時(shí)將測(cè)溫元件埋設(shè)好，而且埋設(shè)點(diǎn)的多少和測(cè)量的準(zhǔn)確度是成正比的，這種方法可以完成對(duì)變壓器繞組溫度的測(cè)量，三十維護(hù)維護(hù)起來很困難難度很大，而且維護(hù)需要的成本也極高。

2.2熱模擬測(cè)量方法

該種測(cè)量方法因?yàn)樵谧儔浩魃习惭b的用來測(cè)量溫度的設(shè)備經(jīng)過長期的使用測(cè)量精度將會(huì)降低，會(huì)差生較大的測(cè)量誤差，也就是無法實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組溫度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，所以會(huì)有很多的隱患，有些國家已經(jīng)停止使用該種測(cè)量方法來對(duì)變壓器繞組溫度進(jìn)行測(cè)量，在我國使用的也越來越少。

2.3間接計(jì)算方法

以負(fù)載導(dǎo)則熱點(diǎn)計(jì)算公式為依據(jù)的間接計(jì)算法來實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組溫度進(jìn)行測(cè)量能保證極高的精確度，所以在目前作為一種經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單而且實(shí)用性較強(qiáng)的一種測(cè)量方法。該種方法主要是依據(jù)對(duì)變壓器熱模型進(jìn)行假設(shè)，然后結(jié)合各個(gè)國家的經(jīng)驗(yàn)以及相關(guān)的油浸式變壓器負(fù)載導(dǎo)則中規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)將熱點(diǎn)溫升的計(jì)算公式導(dǎo)出來，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組溫度的計(jì)算，這種方法可以保證計(jì)算的精度，所以是一種實(shí)用性很強(qiáng)的測(cè)量方法，這種方法被使用的越來越廣泛，相信在未來也會(huì)有著廣闊的發(fā)展前景。

3、在使用繞組溫度計(jì)時(shí)需要注意的問題

從上文的圖1中可以看出，在繞組溫度計(jì)中，微調(diào)電位器可能會(huì)出現(xiàn)接觸不良的情況，因?yàn)樵撐⒄{(diào)電位器在電路中主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)元件的加熱，起到了分流器的作用，如果被保護(hù)的變壓器的油溫溫升比較小的時(shí)候，IS就比較小，這時(shí)微調(diào)電位器的分流量就比較大，更容易出現(xiàn)接觸不良的現(xiàn)象，為了避免出現(xiàn)接觸不良的情況，在使用繞組溫度計(jì)的過程中需要注意的問題有：第一，在生產(chǎn)組裝繞組溫度計(jì)的時(shí)候要確保微調(diào)電位器的三只腳都焊接牢固，如果微調(diào)電位器的動(dòng)觸點(diǎn)出現(xiàn)了開路情況，另外的兩只腳所形成的固定電子依然還能起到分流作用，可以在很大程度上對(duì)動(dòng)觸點(diǎn)的開路所造成的影響起到緩解作用；第二，為了有效減少微調(diào)電位器的調(diào)節(jié)量，實(shí)現(xiàn)動(dòng)觸點(diǎn)開路對(duì)繞阻溫度計(jì)所造成的影響的緩解，需要將一個(gè)可投撤的固定電阻并聯(lián)在微調(diào)電位器的旁邊，同時(shí)要將一個(gè)固定的電阻串聯(lián)在微調(diào)電位器的前面；第三，要對(duì)原跨線的整定規(guī)則進(jìn)行修改，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)電流匹配器的檔位進(jìn)行調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)對(duì)微調(diào)電位器分流量的減少。在對(duì)跨線進(jìn)行整定的時(shí)候，要進(jìn)行具體問題具體分析，做到靈活的整定，以確保測(cè)量的準(zhǔn)確性；第四，將表校完之后，在對(duì)變壓器的溫包進(jìn)行恢復(fù)時(shí)要確保在油孔內(nèi)注入一定量的油然后將保溫包插入，要溫包桿的百分之九十五是浸泡在油中的，然后再將溫包放入感溫油中同時(shí)使用螺紋將其固定住，以免有雨水進(jìn)入儀器而導(dǎo)致短路或者將電器回路燒壞。

結(jié)束語

在測(cè)溫裝置的基礎(chǔ)上再加一套遠(yuǎn)傳表計(jì)，工作人員在控制室就可以隨時(shí)對(duì)變壓器的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)視。通過熱模擬測(cè)量法的繞組溫度表存在電流匹配器方面的隱患，這對(duì)變壓器的正常運(yùn)行無疑會(huì)帶來一定的影響，所以生產(chǎn)廠家應(yīng)該設(shè)法不斷提高產(chǎn)品的性能，使其具有較高的可靠性，同時(shí)安裝使用時(shí)要確?？缇€的規(guī)則靈活，進(jìn)而確保實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器繞組溫度的準(zhǔn)確測(cè)量，使得變壓器處于安全穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)中。